Mechanical effects of optical vortices
N. R. Heckenberg, M. E. J. Friese, T. A. Nieminen, H. Rubinsztein-Dunlop
我们专注于力和扭矩施加在透明和吸收粒子被困在激光束中包含光学涡旋。我们回顾了以前的理论和实验工作，然后提出了新的计算涡旋光束的效果吸收粒子。
We concentrate on the forces and torques exerted on transparent and absorbing particles trapped in laser beams containing optical vortices. We review previous theoretical and experimental work and then present new calculations of the effect of vortex beams on absorbing particles.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Topology of Knotted Optical Vortices
光学涡旋作为一种拓扑对象在自然界中普遍存在。本文利用$ϕ$ -映射拓扑流理论，研究了封闭和打结光学涡旋中的拓扑结构。得到了光学涡旋的拓扑内部结构，并给出了纽结光学涡旋的连接。
Stable higher-charge discrete vortices in hexagonal optical lattices
我们发现，在单电荷涡旋总是表现出动力学不稳定性的六边形光子晶格中，双电荷离散光学涡旋可能是完全稳定的。即使在不稳定时，双电荷涡旋通常也比单电荷涡旋具有更弱的不稳定性，因此它们的分裂发生在更长的传播距离处。
Polygonal Spatiotemporal Optical Vortices Wavepackets with Prescribed Vortex Structure
本文提出并实验展示了具有预设涡旋结构的多边形时空光涡波包，通过时空全息成形方法实现对光涡几何和分布的精确控制。
Anomalous diffusion of optical vortices in random wavefields
我们研究了随机波场中光学涡旋或相位奇点的动力学行为，并证明了光学涡旋的反常扩散的直接实验观察。观察到的光学涡旋的次扩散表现出良好的协议与分数布朗运动，高斯过程。反常的是，观察到的涡位移表现出非高斯重尾分布。我们还通过改变光散射介质的粘弹性来调节光涡旋的次扩散和非高斯性的程度。这种复杂的运动的光学涡旋是让人想起的粘弹性环境中的粒子，这表明基于微流变学方法的涡旋跟踪。光学涡旋的分数布朗非高斯次扩散不仅可以提供对相位奇异性动力学的见解，而且有助于理解某些一般物理，包括流体中的涡旋扩散以及布朗和高斯之间的解耦。
Vorticity and the birth of optical vortices
我们利用从流体力学和超流体理论中熟悉的涡量作为工具来跟踪螺旋相位板上光学涡的诞生和随后的发展。
Measuring optical vortices by means of dual shearing-type Sagnac interferometers
光学涡旋位置的测量是散斑和自适应光学研究的重要内容。测量精度受光学器件性能和光涡旋的性质（如密度和尺寸）的限制。为了实现高精度和广泛的应用，提出了双剪切型Sagnac干涉仪，利用两块剪切板来调节光涡旋测量的精度。剪切位移能够平衡测量精度和强度比点的值，以提供最佳的测量性能。该方法适用于不同大小和密度的光学涡旋的观测，尤其适用于高密度情况。
Fluidic vortices generated from optical vortices in a microdroplet cavity
我们利用光在微液滴腔内共振的动量，在实验上在液滴的包络内产生微流。我们通过使用荧光纳米颗粒对这些光学诱导流进行3D映射;这揭示了圆形微流。的流量进行了参数化研究，正如预期的那样，表现出增加的旋转速度与光功率。只有当我们有意打破液滴的轴对称时，流动才是非圆形的。除了在包括光流体腔中的光-流相互作用中的基本兴趣之外，光学控制流可以用于将分析物带入微腔的最大功率区域中。
Recent twists in twisted light: A perspective on optical vortices from dielectric metasurfaces
光学涡旋是流体力学中研究的流体涡旋的电磁模拟。在这两种情况下，由光或流体构成的波前都像螺旋一样围绕其传播轴扭曲-这一类比也启发了光学涡旋概念的第一个命题。尽管涡旋是自然界中最基本的拓扑激发之一，但它们在自然系统中很少以电磁形式存在，除了天文学中的能量源，如类星体，类星体和黑洞。大多数光学涡旋是在实验室中通过多种方法人工产生的。在这里，我们提供了我们的观点，在过去的十年中，冲击光学技术-超表面，平面纳米结构超材料-与其用于成型和控制光学漩涡的具体重点。
Generation of high-order optical vortices using directly machined spiral phase mirrors
本文报道了利用螺旋相位镜产生高阶光学涡旋的实验结果。相位镜是通过直接加工与金刚石工具，并示出产生高品质的光学涡旋拓扑电荷范围从1到1000在532 nm的波长。直接加工技术是灵活的，并提供了高精度，大直径的螺旋相位镜，兼容高的光功率的承诺。
Generation of optical vortices imitating water vortices
在光学中，我们可以使用特定的方法产生涡旋光束，例如螺旋相位板或计算机生成的全息图。然而，在自然界中，值得注意的是，水可以通过圆形对称的孔产生漩涡。那么，如果光束被光阑衍射时会产生涡旋呢？在这里，我们表明，衍射圆偏振光束的菲涅耳区的光场携带轨道角动量，它可以转移到被困粒子，使轨道旋转。
Propagation dynamics of vortices in Helico-Conical optical beams
本文研究了螺旋锥光束传输过程中产生的光学涡旋的动力学特性。这种动态的数值研究跟踪的OV在几个距离，使用严格的标量衍射理论。为了确保我们的数值计算是正确的，我们比较了模拟和实验之间的不同传播距离的强度分布和相应的干涉图。我们观察到，周边的等极涡旋传输径向向内，沿横向空间的光束传播的光轴。当光束具有中心涡旋时，这些涡旋具有围绕光轴的显著的诱导运动角速率。涡流的这些传播动力学影响光束的内能流和波形重构，这在决定其应用时可能是重要的。
Orbital angular momentum of spatiotemporal vortices: a ray-mechanical analogy
本文通过机械模型类比，揭示了时空涡旋脉冲的轨道角动量特性，通过非均匀质量分布和半经典涡旋量化条件，实现了对近轴STVPs的OAM结果的精确再现。
Higher order optical vortices and formation of speckles
我们已经在实验中产生了更高阶的光学涡旋，并通过毛玻璃板，在散斑形成的结果分散他们。散斑强度自相关测量表明，散斑的大小随涡旋阶数的增加而减小。这意味着涡的角直径随着它们的顺序而增加。涡旋的环形亮环特征也有助于我们理解这些观测结果。研究结果可应用于恒星强度干涉测量和热鬼成像。
Analytical investigation of optical vortices emitted from a collectively polarized dipole array
我们研究了从一个集体极化的电偶极子阵列作为一个简单的模型的几个发射器发射的光涡旋的传播特性。利用基于Jacobi-Anger展开的解析方法，导出了光涡旋的拓扑荷与辐射源条件之间的关系，阐明并报告了我们的新发现：由于偶极场的自旋-轨道相互作用，在电场中存在奇点的内禀分裂.
Hydrodynamics Explanation for the Splitting of Higher-charge Optical Vortices
我们表明，一个二维流体力学模型提供了一个物理解释的分裂下的椭圆变形的高电荷光学涡旋。该模型适用于激光和量子流体。这项研究描绘了不同形式的不对称的光束下的涡工会的涡破裂，它也被应用于解释完整的高电荷涡的运动。
Quadrefringence of optical vortices in a uniaxial crystal
本文从理论和实验上描述了光斜通过单轴晶体时，单个光涡旋分裂成四个独立的光涡旋。我们还发现了在任何晶体长度下，每四个单独光束中的新生涡旋独立传播而没有位错反应，并且在所有光束中具有不同位置的条件。
Rotationally induced vortices in optical cavity modes
我们表明，涡旋出现在模式的旋光腔时，它是投入到旋转其光轴。我们研究这些旋涡的性质，并讨论数值结果的具体实现这样一个设置。我们的方法是准确的，直到一阶的依赖于时间的傍轴近似，并涉及玻色子阶梯运营商的量子力学谐振子的精神。
Generation of optical vortices in a degenerate optical resonator with an intra-cavity spiral phase plate
我们提出利用一个简并的光学谐振腔和一个腔内的螺旋相位板（SPP）来产生光学涡旋。在谐振腔中沿倾斜V形路径折回的光线被锁相，形成波前位错反映SPP拓扑电荷的涡旋激光。实验表明，当泵浦功率大于1.52W时，Nd：YAG晶体在1064nm波长处产生随机偏振光涡旋，斜率效率为0.19。对于长期运行的功率波动为2.2\%和指向稳定性为2.6 $μ$拉德的测量。该系统也为研究激光动力学和相干合成辐射提供了一个有用的平台。
Directly measuring mode purity of single component in superposed optical vortices
模式纯度是衡量光学涡旋质量的重要指标。本文提出了一种基于相移技术的自干涉法直接测量叠加光学涡旋中的单个分量。该方法具有很好的灵活性和鲁棒性，可应用于各种场合和恶劣条件下。经过仔细的校准和优化的误差分析，我们可以生成和测量模式纯度高达99.997%的单个分量。
Mesh of Spatiotemporal Optical Vortices with Programmable Intensity Nulls
本研究提出并实验验证了具有可编程强度零点的二维时空光学涡旋网格，扩展了其频谱范围并分析了OAM传递。
Second harmonic generation of spatiotemporal optical vortices and conservation of orbital angular momentum
时空光学涡旋（STOV）是一种新型的内禀光学轨道角动量（OAM）结构，其中OAM矢量与传播方向正交[Optica 6，1547，（2019）]，光学相位在时空中循环。在这里，我们的实验和理论证明，第一次，产生的二次谐波的STOV携带脉冲随着保守的STOV为基础的OAM。我们的实验验证了单个光子可以具有垂直于其传播方向的固有轨道角动量。
Description of a multifocal arrangement of asymmetric Kummer-beam optical vortices
本文推导了离轴高斯光束经离散涡旋透镜衍射后产生的光场的解析表达式。利用该系统，获得了拓扑电荷值随光轴位置变化的非对称光学涡旋的多焦排列。该方案允许获得与相位掩模的拓扑电荷值相对应的主非对称涡旋和具有不同电荷的次非对称涡旋。利用该解析表达式，可以同时研究离散化和失调对各涡旋的辐照度和相位的影响。推导了一个信噪比表达式，以验证多焦系统的噪声是否会对感兴趣的光学涡旋产生重要影响。最后，我们提出了新的度量，以测量离轴位移使用的相位的漩涡。我们的结论是，噪声不是一个问题，那么离散的涡流产生透镜可以被用作连续的螺旋相位板，其额外之处在于，次级光学涡流可以以与主光学涡流相同的方式被使用。
Coherent beam combining of optical vortices
本研究基于掺镱光纤短脉冲激光系统，通过相干光束合成实现了l=1到l=5拓扑荷数光学涡旋的功率定标，合成效率达83.2%-96.9%，为高强度光学涡旋的科学与工业应用开辟了新路径。
Generation of double-charged optical vortices on the basis of electrooptic Kerr effect
我们证明了在克尔电光效应的帮助下，无论是在单晶还是在各向同性介质（包括气态和液态介质）中，都可以产生双电荷光学涡旋。我们分析了不同对称点群的克尔效应产生涡旋的可能性，并给出了相应的条件。我们证明了最适合产生双电荷光学涡旋的晶体、织构和各向同性介质应属于对称群622，6 mm，6/mmm，6，6/m，inf/m，inf，inf 2，inf mm，inf/mmm，inf/inf/mmm，inf/inf/inf 2。
Optical combs and optical vortices combined for spatiotemporal manipulation of light and matter
在这项研究中，我们首次展示了光梳与光涡旋相结合的概念。结合这两种光源的优点，我们实现了一种用于任意时空相位操纵的光涡旋梳技术。这个想法对应于同时控制的纵向和横向模式的光的基础上的高可控性的光学梳。作为一个概念验证实验，我们应用光学涡旋梳的环形光晶格的产生和旋转控制。此外，为了证明该技术的实用性，使用光学环形晶格作为光镊光演示了微球的旋转光学操纵。在这里，我们提出了一个新的适用性的光梳，利用其特性远远超出了传统的范围。
Mie scattering of Laguerre-Gaussian beams: photonic nanojets and near-field optical vortices
研究了用远场匹配方法重构的拉盖尔-高斯（LG）光束的米氏散射。理论结果被用来分析纯方位角LG光束的近场区域的光场，其特征在于一个非零的方位角模式数$m_{LG}$。发现模式数$m_{LG}$对光子纳米射流的形态和与电场分量相关的光学涡旋的近场结构具有深远的影响。
Constraints on the detection of topological charge of optical vortices using self-reference interferometry
本文研究了利用迈克耳孙干涉仪进行光涡旋的自参考干涉测量。研究发现，光学涡旋拓扑荷的检测受到一些物理条件的限制。我们通过理论分析、数值模拟和实验结果给出了这些条件。对于不同的参数，最大可检测的TC是不同的，这有助于在实际应用中的TC的测量。在约束条件允许的范围内，通过改变迈克耳孙干涉仪的一个反射镜的倾斜角度，研究了利用双向光涡旋干涉图样检测TC的方法。
Towards High-Energy Few-Cycle Optical Vortices with Minimized Topological Charge Dispersion
本文提出利用OPCPA的固有特性，在特定条件下将拓扑荷从高能窄带泵浦脉冲干净转移至宽带闲频光，从而生成具有极低拓扑荷色散的高能少周期光学涡旋。
Amplitude Structure of Optical Vortices Determines Annihilation Dynamics
本文研究光涡旋对的湮灭动力学，发现涡旋核初始尺寸可操控湮灭过程，流体动力学主导运动，减小核尺寸可阻止湮灭。
Perfect Spatiotemporal Optical Vortices
针对时空光学涡旋空间时间维度受拓扑荷限制的问题，提出完美时空光学涡旋，其直径与拓扑荷无关，并实现涡旋晶格的灵活操控。
Colorful Optical Vortices with White Light Illumination
光的轨道角动量（OAM）在光通信、超分辨成像和高维量子计算等领域有着广阔的应用前景。然而，光源的时空相干性对于生成OAM光束是必不可少的，因为非相干环境光将导致可见光谱中的多色和模糊的OAM光束。在这里，我们将OAM的应用扩展到环境照明条件。通过对螺旋相位板进行螺旋化处理，并将其与结构滤色器相结合，实现了仅使用非相干白光光源的时空相干性。这些光学元件充当以彩色光学涡旋的形式编码颜色和OAM信息的构建块。因此，包含这些涡旋的匹配位置的成对的透明基板构成互补的光学锁和钥匙系统。由于OAM的多螺旋本征态，成对耦合可以进一步扩展以形成一对多的匹配和验证方案。用宽带白光产生和解码彩色光学涡旋可以在防伪、光学计量、高容量光学加密和片上3D光子器件中找到潜在的应用。
Generation of spatiotemporal optical vortices with partial temporal coherence
最近，利用锁模激光器从相干超快脉冲中产生了具有横向轨道角动量（OAM）的时空光学涡旋（STOV）。与此相反，我们从理论和实验上证明，STOV可以从光源产生的部分时间相干与波动的时间相位。通过消除对锁模激光源的需要，部分相干STOV将用作方便且具有成本效益的横向OAM源。
The mutual transformations of fractional-order and integer-order optical vortices
我们认为光学中的奇异光束问题是物理学中，特别是流体力学和量子力学中具有分数拓扑荷的涡旋态的相互作用、成形和变换的一般问题的一部分。从分数阶涡旋态表示为无穷多个具有不同能量分布的整数阶涡旋的叠加出发，（涡旋谱）我们表明分数涡旋光束的平滑波前可以衰减成整数阶涡旋的非对称阵列，反之亦然，光学涡旋阵列可以聚集在一起，形成在自由空间中传播时具有螺旋形相位分布的平滑波前。我们发现，一个简单的叠加的分数阶涡旋光束的有限数量，使我们能够形成对称的奇异光束与所需的拓扑电荷的整数阶涡旋。
Free-space propagation of spatio-temporal optical vortices (STOVs)
时空光学涡旋（STOVs）是一种在时空中具有光学相位环流的新型光学轨道角动量（OAM）。在以前的工作[N。Jhajj等人，Rev X 6，031037（2016）]，我们证明了STOV是一种普遍的结构，它来自于自聚焦坍缩的停滞，导致材料介质中的非线性自导向。在这里，我们演示了线性生成和传播的STOV携带脉冲在自由空间中。我们的测量和模拟表明，STOV调解的时空能量流的脉冲和维护的OAM在时空。单次振幅和相位图像的STOVs采取使用一种新的诊断，瞬态光栅单次超连续谱干涉术（TG-SSSI）。
A study of optical vortices inside the Talbot interferometer
利用光学Talbot干涉仪研究了光学涡旋的拓扑荷。我们记录了衍射光栅在近场区的自成像，其中包含几种拓扑荷的光涡旋。我们的扭曲光由空间光调制器（SLM）产生。以往的研究表明，干涉方法可以确定特定的轨道角动量（OAM）态，但大量的OAM本征值很难从干涉图样中区分出来。在这里，我们表明，Talbot图案可以区分电荷以及高阶涡旋的OAM。由于Talbot效应的高灵敏度和自成像，可以通过直接测量来区分几个OAM特征值。我们用我们的理论保证了实验结果。本文的结果对经典和量子精密测量以及未来量子通信的实现都是有用的。
Closed forms for spatiotemporal optical vortices and sagittal skyrmionic pulses
本文针对时空光学涡旋（STOVs），通过微分算子作用于复焦点脉冲推导出严格满足麦克斯韦方程组的解析表达式，并利用射线图像解释传播变形，最终提出覆盖所有横向偏振态的矢状面斯格明子脉冲。
Optical Vortices during a Super-Resolution Process in a Metamaterial
我们表明，具有100%可见度的超分辨率过程的特征在于在透镜外的自由空间中形成一个拓扑电荷等于-1的鞍形的相位奇点。鞍点连接到透镜的端部边界处的两个涡旋，并且这两个涡旋又连接到透镜内部的另一个鞍点。鞍涡鞍结构是拓扑稳定的。自由空间中鞍点的形成也解释了透镜外某个空间区域中存在的负能量通量。功率流的循环强度可以通过改变物平面相对于透镜的位置来控制。
Compact sorting of optical vortices by means of diffractive transformation optics
光的轨道角动量（OAM）作为一种新的自由度，最近引起了越来越多的兴趣，以增加当今光网络的自由空间和光纤传输的信息容量。在这里，我们提出了我们的工作的设计，制造和光学特性的衍射光学元件的紧凑型OAM模式分割解复用的基础上的光学变换。样品已制作与3D高分辨率电子束光刻的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）抗蚀剂层旋转在玻璃基板上。它们的高紧凑性和高效率使这些光学器件有望集成到电信应用中的OAM模式处理的下一代平台中。
Rows of optical vortices from elliptically perturbing a high-order beam
在高阶光束的光轴上存在一个具有高拓扑强度的光学涡旋（相位奇点）。椭圆扰动下的分裂成一个直排的单位强度的涡涡描述。研究了螺旋状Ince-Gauss光束和拉盖尔-高斯光束的微扰，即广义厄米-拉盖尔-高斯光束。这些光束的近似推导出小扰动，其中的轴的邻域可以近似由多项式在复平面：切比雪夫多项式的因斯-高斯光束，和厄米多项式的双折射光束。
Conservation of transverse orbital angular momentum for spatiotemporal optical vortices
本文通过去除窄带和近轴假设，证明了时空光学涡旋的横向轨道角动量在传播过程中保持守恒。
Spatio-temporal optical vortices
我们提出的第一个实验证据，支持的理论和模拟，时空光学涡旋（STOVs）。量子化STOVs是短光脉冲在物质介质中非线性崩溃和随后传播的基本要素。STOV由电磁场中的环形零点组成，其相位是螺旋形的，形成与传播脉冲同心并跟踪传播脉冲的动态环面。根据材料色散的符号，局部电磁能流围绕STOV是鞍形或螺旋形。STOV是保守的拓扑电荷，它们可以同时成对地产生，或者从一个空点产生。我们的结果，这里获得的光脉冲崩溃和空气中的抑制，是推广到广泛的类的非线性传播波。
Vector erf-Gaussian beams: fractional optical vortices and asymmetric TE and TM modes
本文研究了由高斯包络调制的具有分数阶方位角相位分布的平面波锥整形的场分布为误差函数形式的傍轴矢量Erf-高斯光束。结果表明，初始时的横向电场和横向磁场分布具有远离标准场的形式，但在远衍射场处，场分布恢复到接近对称的形式。我们还发现，在一个领域的组件可以传播到瑞利长度没有必要的结构转换，但然后分裂成一个不对称的单电荷的漩涡网。
Fractional optical vortices in a uniaxial crystal
本文分析了无界单轴晶体中横电（TE）和横磁（TM）模光束传输圆偏振分量中分数光学涡旋时矢量傍轴波动方程的解。结果表明，TE光束和TM光束在光束截面上的局部椭圆偏振态分布具有非对称性，并根据自由K参数的实部或虚部形成两组奇异光束。我们发现，具有实K参数的光束的左手圆偏振分量中产生的分数光学涡旋可以在比Rayleigh小得多的小晶体长度内以整体结构的形式存在，而具有虚K参数的光束则无法保持分数光学涡旋处于自由状态。然而，这样的光束类型可以在远场产生单电荷光学涡旋。我们还发现，能量效率和自旋轨道耦合定义的角度谱的光束。具有实K参数的光束的特征在于与晶体光轴成小角度传播的宽谱平面波。具有虚K参数的光束由两个平面波的锥形扇形体整形。正是这种情况定义了非常高的能量效率值。
Spatiotemporal optical vortices with controllable radial and azimuthal quantum numbers
本文理论并实验研究具有可控径向与方位角量子数的STLG波包，揭示其复合横向OAM，并利用强时空像散实现与STHG波包的模式转换及模式识别。
Spatiotemporal differentiators generating optical vortices with transverse orbital angular momentum and detecting sharp change of pulse envelope
作为一种新的光学操纵自由度，利用脉冲整形器实现了携带横向轨道角动量的时空光学涡旋。本文提出了一种时空微分器来产生具有横向轨道角动量的STOVs。为了在时空域产生相位奇异性，通过打破空间镜像对称性设计了时空微分器。与脉冲整形器相比，这里提出的器件是一个简单的一维周期性纳米结构，因此它更紧凑。对于垂直入射脉冲，微分器产生具有横向轨道角动量的透射STOV脉冲。此外，所产生的STOVs的干涉可以用于检测脉冲包络在空间和时间维度上的急剧变化。
Three-dimensional chiral microstructures fabricated by structured optical vortices in isotropic material
光学涡旋作为一种具有螺旋相位波前和环形强度分布的结构光束，已被用于在金属中制作手征结构和在各向异性偏振相关偶氮苯聚合物中制作螺旋图案。然而，在各向同性聚合物中，由于光学涡旋的二维甜甜圈强度分布，所制造的微结构通常被限制为非手性圆柱形几何形状。在这里，我们开发了一个强大的战略，实现手性微结构在各向同性材料的涡旋光束和平面波的同轴干涉，产生三维（3D）螺旋光场。这种同轴干涉光束是通过设计由方位位相和等位相组成的全息图加载在液晶空间光调制器上而产生的。然后，在同轴飞秒激光干涉下，在各向同性聚合物中实现了三维手性微结构，其手性由拓扑电荷控制。进一步的研究表明，螺旋波瓣和手征分别是由干涉图样和螺旋相位波前引起的。该技术简单、稳定、易操作，在光镊、光通信、超材料快速制备等方面具有广泛的应用前景。
Stable single light bullets and vortices and their active control in cold Rydberg gases
实现高维稳定的单光子弹和涡旋是非线性光学物理研究中的一个长期目标。另一方面，这种稳定的高维光脉冲的存储和检索可以提供各种应用。在这里，我们提出了一个方案，以产生这样的光脉冲在冷里德伯原子气体。借助于电磁感应透明，里德伯态中强的、长程的原子-原子相互作用被映射到光场，导致巨大的、快速响应的非局域克尔非线性，并形成携带轨道角动量的光子弹和涡旋，它们具有极低的产生功率，极慢的传播速度，可以稳定地传播，具有由局部和非局部克尔非线性的组合提供的稳定性。我们证明，轻子弹和旋涡获得的可以存储和检索系统的高效率和保真度。我们的研究为通过控制冷里德伯气体中的光学非线性来操纵高维非线性光学过程提供了一条新的途径。
Formation of optical vortices using coherent laser beam arrays
提出了一种利用多光束相干叠加产生涡旋光束的新方案。根据广义惠更斯-菲涅耳衍射积分，导出了相干径向激光列阵的一般传输表达式。在此基础上，分析了小光束数目、小光束间距和拓扑荷数对光束强度和相位分布的影响。模拟结果表明，具有良好初始相位分布的相干径向激光阵列在自由空间中传输时，由于各子光束的干涉和叠加效应，可以有效地形成和产生光学涡旋。在聚焦系统中，聚焦面附近的合成光束具有很强的旋转效应，并具有位相螺旋性。
Optical vortices: the concept of topological potential and analogies with two-dimensional electrostatics
我们展示了如何的相位分布的拓扑电荷（TC）的光学涡旋（OV）的分布可以描述由一个潜在的类似于库仑的潜在的电荷分布在二维静电。从拓扑势出发，分析了TC多极子和二维径向分布的性质。TC多极子具有在传播下拓扑稳定的横向轮廓，并且可以用于光通信;另一方面，2D分布可以用于调谐光镊中的横向力。考虑到与静电形式主义的类比，还期望TP允许针对特定应用定制OV。
Displacements and evolution of optical vortices in edge-diffracted Laguerre-Gaussian beams
基于基尔霍夫-菲涅耳近似，研究了拓扑荷|m| = 1，2的拉盖尔-高斯（LG）光束在传输过程中的光学涡旋行为。在弱衍射扰动的条件下（即衍射障碍物仅覆盖入射LG光束的远横向外围），OV在衍射光束体内描述了几乎完美的3D螺旋，这是OV光束的螺旋性质的令人印象深刻的证明。衍射光束截面内的远场OV位置取决于入射OV光束的波前曲率，使得输入波前曲率被转换成输出方位角OV旋转。所得结果可用于光学真空度的测量和光学真空度光束的诊断。
Generalized Perfect Optical Vortex along Arbitrary Trajectories
理想光学涡旋光束是一种具有固定半径且与其拓扑荷无关的无限长薄环的涡旋光束。本文提出了在圆和椭圆的规则形状之外的任意曲线上的广义理想光学涡旋的概念。广义理想光学涡旋也具有与POVs相似的性质，例如仅沿无限细曲线定义，并且具有与尺度无关的拓扑荷。值得注意的是，它们分别沿着圆和椭圆自然退化为POV和椭圆POV。我们还通过数字微镜器件（DMD）实验产生了广义理想光涡旋，并通过干涉测量了其相位分布，与模拟结果吻合较好。此外，我们推导出一个适当的修正公式，以产生沿预定曲线具有均匀强度分布的广义完美光学涡旋。广义理想光涡旋在光镊和通信等领域有着潜在的应用前景。
Optical vortices in nanophotonics
在过去的二十年里，扭曲光波前携带的光学涡旋引起了人们的极大兴趣，不仅为光-物质相互作用提供了新的物理见解，而且还为提高光学信息容量提供了一个变革性的平台。与此同时，纳米科学和纳米技术的进步导致纳米光子学的新兴领域，通过纳米结构材料和器件提供前所未有的光操纵水平。当光学涡旋遇到纳米光子器件时，许多令人兴奋的想法和概念出现了。在这里，我们提供了一个小型的审查最近取得的成就，在纳米光子学的产生和检测的光学涡旋及其应用。
Focusing and correlation properties of white-light optical vortices
我们通过将圆偏振的部分非相干光通过单轴晶体来产生双电荷白光光学涡旋。我们发现，产生的多色涡旋是结构稳定的，它们的相关特性可以通过光束聚焦改变，导致涡核可见度的变化。
Physical essence of propagable fractional-strength optical vortices in free space
分数阶矢量涡旋光束最近被证明是分数强度光学涡旋的新载体。但是，为什么这两种不稳定态结合形成的新涡旋光束能够在自由空间中稳定传播呢？本文通过揭示自由空间中可传播的分数强度光学涡旋的物理本质来解决这一科学问题，并由此提出了对这些涡旋光束的三个新的认识，即Abbe衍射极限、涡旋光束的相位演化和相位二元时间矢量特性：第一，由于Abbe衍射极限，固有偏振模纠缠在一起，从而将整个奇特的涡旋光束保持在自由空间中。对于第二种，我们证明了涡旋光束的相位演化，这是分数阶VVB偏振旋转的物理原因。对于第三种情况，相位不仅是光束的标量属性，而且表现为二值时间矢量属性。这一工作对涡旋光束的位相和阿贝衍射极限提供了完全不同的物理观点，加深了我们对经典光学中光束行为的认识。
Optical Vortex Ladder via Sisyphus Pumping of Pseudospin
针对任意轨道角动量光学涡旋的可控生成难题，提出基于光子石墨烯赝自旋西西弗斯泵浦的光学涡旋阶梯概念，可无衍射可调谐生成任意阶涡旋，为拓扑奇点的光束调控应用开辟新路径。
Enforcing energy balance in coherently superimposed optical vortices
从能量分布和径向模组成的角度分析了利用相位光栅产生具有多个相互相干的轨道角动量（OAM）模的光束。结果表明，采用等权拉盖尔-高斯（LG）模式设计的相位光栅将产生OAM分量之间能量分布不均匀的光束。这种不想要的结果不能通过调节照明光束的宽度来校正。我们提出了一种方法来设计相位光栅，将产生一个均匀的能量分布在照明后的OAM状态的组成，同时最大限度地减少高径向模式的内容。该方法基于LG模式的广义定义，其利用自由选择其径向尺度。
Propagation of space-time optical vortices in multimode fibers
本文研究了时空光学涡旋在多模光纤中的传播，分析了模式耦合、截断效应及线性与非线性传播特性，揭示了其在多模非线性光学领域的应用潜力。
Beaming of helical light from plasmonic vortices via adiabatically tapered nanotip
我们证明了通过使用等离子体涡旋和自由空间拉盖尔-高斯模式之间的平滑光学模式转换，产生具有所需轨道角动量的远场传播光束。这是通过由螺旋狭缝包围的螺旋锥形金尖端来实现的。所提出的物理模型，支持的数值研究，带来了一个优化的结构，这是通过使用高度可重复的次级电子光刻技术制造。该结构的光学测量结果与理论预测的远场分布非常吻合。这种架构提供了一个独特的平台，本地化激发等离子体激元涡其次是其光束。
Controlled generation of high-harmonic spatiotemporal optical vortices
本文通过高次谐波产生技术，将定制脉冲整形器产生的红外时空光学涡旋脉冲上转换至极紫外频段，明确其拓扑电荷规律并实现可控产生，为相关光谱学研究提供新工具。
Controllable perfect spatiotemporal optical vortices
针对常规时空光学涡旋强度分布半径随拓扑荷变化的局限，提出完美时空光学涡旋概念，其强度几乎不受拓扑荷影响，可通过时空傅里叶变换生成且模式能经方位角相位调制自由调控，实验验证了该波包的生成，拓展了相关研究与应用场景。
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